广州珠江电厂燃气联合循环项目循环水泵房及前池基坑施工方案爆破.docx

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广州珠江电厂燃气联合循环项目循环水泵房及前池基坑施工方案爆破

循环水泵房及前池基坑开挖方案

一、工程概况

广州珠江电厂燃气（LNG）循环项目建筑工程，需要建造陆域部分的引水管、泵房前池、循环水泵房和虹吸井。

按现有资料显示，循环水泵房长约60.25m，宽34.5m，开挖深度约12.5m；前池长约51.2m，开挖深度约13.5m。

循环水泵房东面为珠江电厂，距离珠电烟囱约200m，其中东面约30m为本期工程虹吸井施工位置；南面临近本期工程烟囱及排水方涵施工位置；西面为南沙油库区，距离爆破施工边线最小距离约25m；北面为本期工程引水管延伸至取水头处。

循环水泵房和泵房前池地段，自上而下的岩性分别为冲填土、素填土、淤泥、砂质粘性土、强风化花岗岩、中风化花岗岩和微风化花岗。

其中西北角部分淤泥深达8米多，需采用搅拌桩护坡施工。

二、施工方法：

施工顺序：

搅拌桩加固淤泥段→清理表层淤土→爆破开挖

中、微风化岩面标高约在-1～3之间，岩面以上淤土采用大开挖方案开挖，岩面以下采用干扰减震爆破法开挖。

采用自上而下的开挖方法，在遇到中风化岩层之前，采用放坡开挖的方式，用PC-300挖掘机每次开挖向下推进2m。

西北角至东北角之间（勘测资料），因地质条件较复杂，采用搅拌桩进行护坡。

并采用引排水措施，保证边坡的安全。

三、爆破施工技术设计

1、爆破设计依据

（1）《广州珠江电厂燃气（LNG）联合循环工程建筑工程施工招标工程规范、技术条件》。

（2）《广州珠江电厂燃气（LNG）联合循环工程建筑工程初步设计阶段主厂区地段岩土工程勘测报告》。

（3）《广州珠江电厂燃气（LNG）联合循环工程建筑工程水工建（构）筑物地段岩土工程勘测报告》。

（4）现场踏勘收集的有关资料。

（5）《爆破安全规程》（GB6722-2003）。

（6）公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》（GA53-93）。

2、总体爆破方案

（1）采用小台阶小规模松动爆破方式。

选用精确延时非电雷管，单孔单响，严格控制单响药量。

选取合理的装药量和施工参数，可以起到预定的破碎效果。

（2）应用精确延时干扰减震爆破技术，将群孔爆破震动降低到单孔爆破震动以下。

（3）基坑边界采用光面爆破。

（4）控制爆破震动对正在工作的主控室及人员的影响；

（5）妥善解决爆破生产规模与爆破震动控制的矛盾；

（6）进行底板、边坡保护；

（7）妥善解决底板保护与施工进度的矛盾；

（8）爆破后的岩石，采用挖掘机开挖，能满足设计要求，不损坏围岩及挡土结构，对工地周边民居、设施及人员没有危害。

3、拟采取的主要技术措施

分析上述问题我们的工作思路是：

利用在类似爆破工程中积累的先进可行的施工经验和科研成果，并就疑难问题向国内有关专家进行咨询，采用先进的计算机管理体制，建立完善的爆破设计、振动控制体系，配备最强的施工人员和设备，在业主、监理单位的领导下组织施工，在确保安全的前提下，按期完成施工任务，创造优质工程。

对面临的问题进行研究、分析，提出如下解决方法：

建立完善的质保体系，严格按ISO9001-2000版标准进行质量体系的运行，对工程质量和安全进行控制。

通过试验爆破，把台阶爆破施工工艺及减震措施与现场条件结合起来，优选出本工地的最佳爆破参数，对该工程起到技术支撑的作用。

利用电算精确延时干扰减震技术的成功经验和本工程试验炮所测的数据作为调整爆破设计的依据，使用电子计算机设计软件，输入监测地震波形及岩石性质、场地条件等数据，通过数值计算优化每炮爆破设计。

⑷采取增加工作面多点施工的方法，以解决爆破施工产量与爆破震动的矛盾。

⑸在底板保护方面，采用φ42mm的小孔径钻头打孔，在采用大型DYNA3D软件分析炮孔底部应力场分布的基础上，采用垂直孔底部空腔爆破工艺和水平光面爆破技术，确保底板的施工质量。

⑹严格按照质保要求进行填塞施工，确保填塞质量，认真做好尼龙绳编织网和竹篱笆覆盖、砂袋重压等工作，对临近的建筑物和设施采用近体保护性覆盖防护措施，控制爆破飞石，依靠我们的施工经验和严格防护管理可以保证飞石控制在允许的范围之内。

⑺边坡采用光面爆破技术，保证钻孔倾斜度和精度，保证达到光面爆破效果。

4、爆破方案概要

4.1台阶爆破

本工程大体积开挖采用台阶微差爆破。

用高精度微差非电导爆管雷管实现按预定起爆顺序使炮孔按严格的延迟时间起爆。

起爆网路采用非电导爆系统，环形闭合网路。

装药用乳化炸药。

实践证明，该爆破方法具有降低爆破地震效应、改善破碎质量、减少后冲、爆堆集中等特点。

在爆破施工安全、质量方面我们在以往的施工管理基础上进行完善制订了如图1所示的爆破开挖施工安全、质量保证程序控制图。

爆破方案为爆破施工的依据，以往的爆破方案设计周期长，修改困难。

本工程我们采用计算机软件进行设计，大大加快了设计修改速度，对采用不同爆破参数、分段起爆过程进行模拟，对爆破振动进行预报以优化爆破方案。

图2为爆破设计流程图。

4.2辅助爆破

（1）基坑边帮及管沟边坡采用光面爆破，用导爆索配合高精度微差非电导爆管雷管起爆。

（2）底板采用垂直孔孔底留空腔（径向不耦合装药技术）和水平光面爆破技术，保障开挖质量。

（3）边沟及小型基坑采用城市沟槽及基坑控制爆破方法施工。

5、爆破参数

光面爆破的结果是相邻孔之间形成裂缝，整个光爆孔的布孔平面形成一个断裂面，以减弱主爆区爆破时地震波向边坡岩体的传播并阻断向边坡外发展的裂缝。

主爆孔爆破后，沿光爆面形成一个超挖很少或没有超挖的带有半孔痕迹的光滑边坡。

（1）光爆孔

a.爆破参数：

·炮孔间距：

对φ40mm的炮孔，结合现场情况，光爆炮孔间距取0.4～0.5m能取得最佳效果。

计算机爆破设计流程图

须修改

·线装药密度Q线：

根据以往类似工程施工经验，取Q线=0.1～0.2kg/m。

·不耦合系数：

光面爆破采用不耦合装药结构，本工程光面爆破钻孔直径为40mm，选用直径为32mm药卷，不耦合系数为40/32=1.25。

·堵塞长度：

堵塞长度不小于0.6m，用黄泥堵塞。

·钻孔角度：

按坡比1：

0.75来确定钻孔角度（53°7′48″）。

·光爆孔与主炮孔之间的距离取0.6m左右为宜。

b.装药结构

不耦合装药结构，将直径为32mm小药卷捆绑在竹片上放入炮孔中，药卷之间用导爆索串起来，孔底装药要加强（加两卷标准药卷），装药结构如图3。

（2）台阶爆破

图4炮孔结构图

钻孔孔径的选择

①孔径的选择应考虑既能获得好的爆破效果，又经济、安全，同时能确保边坡的稳定与安全。

因此综合考虑各方面因素，决定选择钻孔的孔径为40mm。

②爆破参数的确定

采用多排微差挤压爆破技术，对爆破参数进行系统、全面的设计。

控制爆破参数：

钻孔形式采用多排孔布置形式，正常台阶爆破自由面陡峭,采用垂直孔,若自由面有坡度或有岩坎,前排可采用斜孔,炮孔结构见图4。

·基本条件：

台阶高度H＝3m，孔径φ＝40mm，垂直孔，岩石为花岗岩，炸药选用WR系列乳化炸药，炸药密度△＝1.16g/cm3。

·钻孔参数

a.允许的最大抵抗线，Wm

经验公式Wm＝Koq×k1×k2

式中：

q为线装药密度，Φ32mm乳化药卷q＝0.930kg/m；

Ko为炸药系数，乳化炸药Ko＝1.39；

K1为夹制系数，对垂直孔K1＝0.95；

K2为岩石可爆性系数，对一般岩石取K2＝1.0。

代入公式

Wm＝1.390.930×0.95×1.0＝1.27（m）

b.超钻h

根据经验公式

h＝0.15Wm＝0.15×1.27＝0.2（m），取0.2m

c.钻孔长度L

L＝H＋h＝3.2（m）

e.钻孔孔底偏差E

钻孔偏差要求控制为孔口偏差为一个孔径，垂直偏差不大于3％。

E＝0.04＋0.03×3＝0.13（m）

f.设计抵抗线W

W＝Wm－E＝1.27－0.13＝1.14（m）

g.排距b

按经验公式：

b＝W＝1.14m

h.孔距a

a＝1.25b＝1.25×1.14＝1.43（m）

i.延米爆破量V

V＝abH/L＝1.43×1.14×3/3.4＝1.44（m3/m）

·装药量计算

a.堵塞长度ho

按经验公式ho＝W＝1.14m

单孔装药量

Q＝q（L－ho）＝0.93×（3.2－1.14）＝1.92（kg）

b.平均单耗量q

q1＝Q/V＝1.92/（1.43×1.14×3）＝0.39（kg/m3）

·孔网参数、堵塞长度调整

根据现场岩石地质条件和已往工程经验，对孔网参数、堵塞长度作适当调整，调整后为：

a＝1.2m，b＝1.0m，ho＝1.2m

调整后的平均单耗：

q1＝0.93×（3.2－1.2）/（1.2×1.0×3）

＝0.52（kg/m3）

调整后的单孔装药量：

Q＝0.93×（3.2－1.2）＝1.86（kg）

调整后的延米爆破量:

V=1.2×1.0×3/3.2=1.13（m3/m）

·当出现需要开挖的岩石深度较小和需要开挖小规模沟槽时，采用浅孔控制爆破法进行施工。

爆破参数

a.孔径d＝40mm

b.台阶高度h＝1.6～2.6m

c.孔距a＝1.0～1.2m

d.排距b＝0.8～1.0m

e.孔深L＝1.8～2.6m

f.堵塞长度L1＝0.8～1.0m

g.炸药单耗q＝0.5kg/m3

h.单孔装药量Q＝qabh（kg）

装药结构:

选用乳化炸药连续装药，单点起爆。

起爆方法:

采用非电毫秒微差爆破网络，用激发器引爆。

③微差间隔时间选择

微差间隔时间选择理论研究和实践证明，延期时间过短，会导致后排不是向前推动撞击前排岩石，而是向上运动，大块率过高，易产生大量飞石；后排孔爆破微差时间适当延长，可减少爆破后冲，为下一爆区布孔、钻孔开创良好的作业条件。

本工程爆破选定微差时间还需考虑精确时差降震，参照现场试验结果应用电算精确延时干扰减震技术优选几个最佳延迟时间（实现最大幅度降震的时差），再从中选择。

④起爆方式及起爆顺序

根据招标文件的要求，本工程选用非电导爆管起爆系统，采用导爆管激发器引爆。

每个炮孔内放1个非电雷管起爆。

对形成良好作业条件的工作台阶，采用梅花形布孔，以斜线型起爆和大角度V型起爆顺序是最佳选择，炮孔布置及起爆顺序见图5。

为了减少外界杂散电流、感应电流、射频电流等可能引起的早爆或误爆事故，本工程不定购电雷管，全部采用非电复式导爆管起爆网络，导爆管与导爆管之间用四通连接件相连。

起爆网络见图6。

—主爆孔—光爆孔

⑴、⑵、⑶、⑷…⑾——起爆顺序

（若单排药量超过安全用药量时，同排中可再安排孔间延迟）

图5炮孔布置及起爆顺序图

松动控制爆破

⑤爆区规模选择

由于爆区周围环境复杂，爆破施工边线距油库的最小直线距离约25m，且这些设施对允许的振动要求高，因此必须严格控制单响药量，根据我们的经验，只要正确使用台阶爆破精确微差电子计算机设计系统，一次爆破规模分20响，其地震效应不会大于单响的地震强度（多响比单响还低20～40%）。

因此一次爆破规模只取决于精确雷管的分段和搭配，不受其他限制。

（3）拐角的处理

本负挖工程边线拐角多，故常出现图7（a）所示的阳角，在四边形坑中往往又常遇到如图7（b）所示的阴角，统称为拐角。

这种拐角成型很困难，爆破后往往按图中虚线成型，出现超、欠挖，甚至使保留岩体不稳定。

为此，采取以下方法防止超欠挖和保留岩体失稳。

图7拐角的龟裂处理法

为防止爆破A0面对B0面0点附近产生破坏使得B0面在0点附近无法成孔而影响预裂质量，在施工A0面时，必须在B0面上少量钻几个孔与A0面同时点火，分段起爆。

为使光面爆破能沿设计的轮廓线充分成缝，利用相邻两孔越接近，应力集中现象越明显的空孔效应原理，在正常光爆孔距不变的情况下，间隔